[发明专利]一种浮空器囊体拉袢性能的测试装置及其测试方法

说明书

本发明公开了一种浮空器囊体拉袢性能的测试装置，该装置包括内主体、外框架以及主体承力加载机构。所述内主体包括伞形骨架和基布载体。所述伞形骨架设置在外框架的内部。所述基布载体设置在伞形骨架的内部。所述主体承力加载机构设置在基布载体的下方。所述基布载体上设置有拉袢。所述外框架上设置有滑轮和测力加载机构。拉袢通过纤绳和滑轮与测力加载机构相连接。该装置具有安装简单、操作便捷，可快速更替试件等优点，同时可有效实施多角度拉力，并精确掌控拉力大小，实现力、位移多种控制方式以及静载、动载、周期性荷载等多种方式于一体。

技术领域

本发明涉及浮空器囊体结构力学性能测试技术，具体涉及一种浮空器囊体拉袢性能的测试装置及其测试方法，属于浮空器囊体结构力学性能测试技术领域。

背景技术

类似气球在天空漂浮，用一根绳子拉住气球。气球称为浮空器，气球表面为囊体结构，称为基布，绳子称为附件，气球与绳子相连的这一小部分，就称为拉袢(节点)。由于气球(浮空器)在空中漂浮是不定向的，所以气球与绳子(囊体与附件)相连的角度是动态变化的，同时由于气球在空中的状态是不同的(风向改变、风吹的大或小、风吹的快或慢)，所以不同状态下此处的拉袢承载力强度不同。传统的张拉设备一般采用单向或双向的张拉，例如中国专利CN108398248A：公开了对浮空器囊体结构中拉袢的承力进行测量的方法和装置，其公开的基布大致为矩形。在基布被绷紧后，基布为一个平直的平面，未能模拟真实状态下带有一定弧度的曲面。同时采用这种张拉设备，基布只是在单个或两个方向受力被拉紧，不同于真实状态下，基布绷紧后，节点在各个方向张力相同。同时关于拉袢性能的测试采用手动加砝码，使用自重绷紧基布，在加载过程中基布易受扰动，对拉袢承载力只能在平面内单一方向进行，不能实现往复周期加载。中国专利CN107727289A：公开了一种拉袢承力测量装置及方法，其通过平面吹胀结构向浮空器囊体内加载气体使其膨胀，进而模拟真实状态下，拉袢会受到浮空器囊体中的气压载荷时的承力情况。该方案关于拉袢性能的测试时同样采用手动加砝码，使用自重绷紧基布，在加载过程中浮空器囊体易受扰动，无法实现多角度的在立体空间内对拉袢承载力进行测试，同样不能实现往复周期加载。其储存气体部件应与明火保持一定的安全距离，并不得靠近热源、不得受日光暴晒。宜存放在干燥阴凉处，不能发生撞击；储气部件在移动、停放、使用过程中，应注意瓶体和阀门的保护，防止气瓶倾倒，以免造成附件的损坏。使用中如发现漏气，应立即关闭储气部件的阀门。内部气体具有一定的安全隐患，且不便于在复杂条件下移动、使用。存在囊体密封性要求高、操作条件苛刻，操作复杂，以及存在安全隐患等问题。

为测试节点(囊体与附件)的拉袢(抗拉)性能，亟需一种既可以较好模拟节点真实状态，又可以精准施放拉力、实现多种加载方式及在平面内、外进行多角度张拉的设备及方法。

发明内容

针对现有技术的不足，发明人受到雨伞结构的启发：当雨伞骨架张开时，伞布被撑开；雨伞骨架收回时，伞布得到放松。进而提供了一种基于伞形骨架的浮空器囊体拉袢性能的测试装置及采用该装置对浮空器囊体拉袢进行性能测试的方法。该装置既可以较好的模拟拉袢的真实状态的受力状况，又可以对拉袢精准施放拉力，实现多种加载方式以及在平面内、外多角度的对节点进行张拉测试。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案具体如下：

根据本发明的第一种实施方案，提供一种浮空器囊体拉袢性能的测试装置。

一种浮空器囊体拉袢性能的测试装置，该装置包括内主体、外框架以及主体承力加载机构。所述内主体包括伞形骨架和基布载体。所述伞形骨架设置在外框架的内部。所述基布载体设置在伞形骨架的内部。所述主体承力加载机构设置在基布载体的下方。所述基布载体上设置有拉袢。所述外框架上设置有滑轮和测力加载机构。拉袢通过纤绳和滑轮与测力加载机构相连接。

作为优选，所述外框架还包括环形框架支撑、弧形轨道梁以及操作台面。所述弧形轨道梁为上凸的弧形设计，并且弧形轨道梁的两端均可移动式的与环形框架支撑相连接。所述操作台面固定设置在环形框架支撑的环内。滑轮设置在弧形轨道梁内，并可在弧形轨道梁上移动。